FR2528790A1

FR2528790A1 - Mecanisme de suspension de roue de vehicule avec adaptation a la charge

Info

Publication number: FR2528790A1
Application number: FR8210688A
Authority: FR
Inventors: Pierre Doncque; Vincent Soulignac
Original assignee: Peugeot Cycles SA
Current assignee: Peugeot Cycles SA
Priority date: 1982-06-18
Filing date: 1982-06-18
Publication date: 1983-12-23
Also published as: FR2528790B1

Abstract

CE MECANISME DE SUSPENSION COMPORTE UN COMBINE SUSPENSION-AMORTISSEMENT 6 QUI EST ARTICULE A UNE EXTREMITE 10 SUR LE CHASSIS 1 ET A L'AUTRE SUR UN BASCULEUR 14 LUI-MEME ARTICULE EGALEMENT SUR UN BRAS DE GUIDAGE 4 ET SUR UNE BIELLE 18. LA BIELLE 18 EST ARTICULEE SUR LE CHASSIS 1 DE MANIERE REGLABLE, SON EXTREMITE ETANT MOBILE DANS UNE LUMIERE 28 ET IMMOBILISEE A LA POSITION DESIREE DANS CETTE LUMIERE. LA FORME DE LA LUMIERE CORRESPOND A UNE COURBE D'ASSIETTE NOMINALE ET DE FREQUENCE CONSTANTES DE LA SUSPENSION QUELLE QUE SOIT LA CHARGE DE SORTE QUE LE REGLAGE DE L'ARTICULATION 20 DE LA BIELLE DANS LA LUMIERE ADAPTE LE MECANISME A LA CHARGE DU VEHICULE.

Description

L'invention a pour objet un mécanisme de suspension de roue de véhicule a deux roues permettant d'adapter à la charge sa loi de transmission entre le déplacement vertical de l'axe de roue et les déformations respectives des éléments de suspension et d'amortissement.

Elle concerne plus particulièrement un mécanisme de suspension comportant un système bielle basculeur cxtiné avec un mécanisme de guidage et articulé sur le châssis du véhicule.

Ce type de mécanisme de suspension est maintenant bien connu et couramment utilisé. I1 est généralement associé a un dispositif unique combiné suspension amortis semant, ce qui permet d'obtenir un mécanisme à démultiplication variable. Malheureusement les réglages nécessaires sont délicats et par suite peu accessibles à la moyenne des utilisateurs. En outre ils ne permettent pas l'adaptation convenable des lois de flexibilité et d'amortissement a la charge.

Diverses autres solutions ont été proposées mais elles présentent généralement l'inconvénient de modifier la course de suspension et par suite d'être nuisibles au confort et a la sécurité active.

Le problème spécifique d'un véhicule à deux roues en matière de suspension réside en effet dans sa forte variation relative d'appui de roue au sol. Cette variation est en outre amplifiée par une variation dûe a son état de charge. Entre l'utilisation du véhicule par son pilote seul et son utilisation pour le transport d'un passager l'appui statique de la roue arrière par exemple peut doubler.

Les comportements du véhicule sont alors radicalement différents.

La présente invention a pour but de permettre de remédier a cet inconvénient par un réglage unique et
Simple d'adaptation à la charge.

Cette invention a en effet pour objet un mécanisme de suspension de roue de véhicule à deux roues comportant entre un dispositif de suspension et d'amortissement et un élément de guidage de roue un système articulé biellebasculeur dont l'un des éléments est également articulé sur le châssis du véhicule, dans lequel sont prévus des moyens de réglage de la position de l'un des axes d'articulation du système bielle-basculeur en fonction de la charge et d'adaptation à cette dernière des lois de variation du rapport de transmission entre le déplace ment vertical de l'axe de roue et les déformations des éléments du dispositif de suspension et d'amortissement ; et un système de butée d'attaque indépendant du dispositif d'amortissement et de suspension.

Dans un tel mécanisme l'intervalle effectif de suspension est conservé en amplitude et en position quel que soit le réglage effectué c'est-à-dire quelLe que soit la position de l'axe d'articulation mobile. Par contre grace à ce réglage le dispositif de suspension et d'amortissement est utilisé sur différents intervalles de déformation selon les différentes charges.

De préférence les moyens de réglage sont associés à l'axe d'articulation du système bielle-basculeur sur le châssis.

Selon une autre caractéristique de l'invention les moyens de réglage permettent le déplacement de l'axe d'articulation le long d'une courbe sensiblement confondue avec une courbe théorique correspondant à une assiette nominale constante et à une fréquence constante de la suspension quelle que soit la charge.

Le réglage peut être effectué de manière continu ou simplement comporter 2 ou 3 positions correspondant aux charges maximale et minimale et éventuellement a une charge intermédiaire.

La description ci-dessous de modes de réalisation donnés à titre d'exemples non limitatifs et représentés aux dessins annexés fera d'ailleurs ressortir les avantages et caractéristiques de l'invention.

Sur ces dessins
- la Fig. 1 est une vue schématique,en perspective
avec arrachement partiel d'un mécanisme de suspension de
roue arrière de véhicule à deux roues - la fig. 2 est une vue de côté plus grande échelle des moyens de réglage ;
- la Fig . 3 est une vue en coupe suivant le plan
3-3 de la Fig. 2- ;-
- la Fig. 4 est une vue analogue à la Fig. 2 d'une
variante de réalisation des moyens de réglage
-la Fig.S est une vue en coupe suivant la ligne 5-5 de la-Fig. 4 ;
- la Fig. 6 est une vue suivant la flèche F de la
Fig. 4 ;
-la-Fig. 7 est une vue schématique d'une variante
de réalisation du mécanisme de suspension
- la Fig. 8 est-unè vue éclatée des moyens de
réglage du mécanisme de la Fig. 7
-- -la -Fig. 9 illustre une autre variante du méca
nisme de suspension ; - la Fig. 10 est une vue à plus grande échelle
çe* perspective avec arrachement partiel, des moyens de
réglage du mécanisme de la Fig. 9.

Le véhicule- à- deux roues représenté schématique
ment sur la Fig. i comporte, de manière classique, un cadre
désigné dans l'ensemble par la référence 1 qui est fixé
sur une roue arrière 2 par l'intermédiaire d'un bras de
guidage 4 articulé sur lui en 5. Le cadre 1 est en outre
relié à la roue 2 ou plus exactement au bras de guidage
4 par un dispositif de suspension et d'amortissement 6
qui dans le mode de réalisation représenté est un
combiné amortissement-suspension formé par un amortisseur
téléscopique 7 et un ressort 8 enroulé en hélice autour
du corps de l'amortisseur.

Le combiné suspension-amortissement 6 est articulé
en 10 sur le châssis 1 à l'une de ses extrémités tandis
que son extrémité opposée 12 est articulée sur un basculeur
14 lui-même articulé en 16 sur le bras de guidage 4.

Dans le mode de réalisation représenté sur la Fig. 1 le
basculeur 14 forme une fourche dont les branches sont
articulées symétriquement sur le bras de guidage 4. En
un point intermédiaire entre ses articulations 12 et 16
le basculeur 14 est relié à une bielle 18 articulée en
20 sur le châssis 1.

Le basculeur 14 porte en outre une ou deux
butées 24 qui coopèrent chacune avec une surface
d'appui 26 solidaire du châssis 1 et limitent ainsi le
rapprochement de l'axe de la roue 2 et du châssis 1. La
ou les butées 24 jouent ainsi le rôle de butée d'attaque
pour le mécanisme de suspension.

Comme le montre le dessin la tête 20 de la
bielle 18 est logée dans une lumière incurvée 28 du
châssis 1. Elle peut être déplacée dans cette lumière
28 vers le haut ou vers le bas comme le montre la
flèche f.

Il est clair que lors d'un tel déplacement le
point 22 d'articulation de la bielle 18 sur le basculeur
14 est également déplacé et que la course de ce basculeur
se trouve modifiée de même que celle du combiné suspension
amortissement 6 qui est articulé à l'extrémité du
basculeur. Par contre les positions limites du bras qui
sont déterminées l'une par la surface d'appui 26 et
l'autre par une butée de détente prévue de la manière
habituelle à l'intérieur du dispositif amortisseur,
restent les mêmes.

On constate donc que l'intervalle effectif de
suspens ion conserve son amplitude et sa position quelle
que soit la position de la tête de bielle 20 dans la' lumière 28.

Le déplacement de la tête de bielle 20 dans la lumière 28 modifie cependant l'intervalle de déformation du combiné suspension-amortissement. Pour que cet intervalle corresponde à la charge, il est nécessaire que la lumière 28 ait une trajectoire bien déterminée.

En effet cette courbe doit avoir une forme voisine d'une courbe théorique satisfaisant à la fois aux conditions d'assiette nominale constante et de fréquence constante quelle que soit la charge du véhicule, ou même être pratiquement confondue avec une telle courbe. En fait, une courbe convenable peut être obtenue à partir de la position de détente du mécanisme en exploitant la seule li berthe de 1'axe d'articulation a régler dans cette position, ctest-a-dire la liberté locale de l'organe normalement articulé après suppression de l'articulation.

La lumière 28 ainsi obtenue sera par exemple un arc de cercle centré sur l'articulation 22 de la bielle 18 sur le basculeur 14 en position de détente ou d'état libre du ressort de suspension, dont les limites seront obtenues a partir des positions du mécanisme en butée d'attaque et des déformations extrêmes correspondantes du combiné. Les extrémités supérieure et inférieure de la lumière 28 correspondent alors respectivement à l'utilisation du véhicule avec une charge minimale, s'est-à- dire par le seul pilote et avec une charge maximale, c'est- -dire pour le transport d'un passager.

Le réglage de la position de la tête 20 de la bielle 18 s'effectue par exemple manuellement au moyen d'un levier 30 comme le montre les Figs. 2 et 3. Dans le mode de réalisation àinsi représenté, deux lumières 28 sont ménagées dans les ailes latérales 32 d'une glis siere en U 34. Chacune de ces lumières 28 comporte trois portions élargies de forme sensiblement circulaire, une 38 ou 39 a chacune de ses extrêmités et une 40 dans sa partie centrale (Fig. 2). La tête 20 de la bielle 18 est embottée dans la glissière 34 et est traversée par un axe 36 qui se prolonge de part et d'autre de cette glis libre 34.D'un côté de cette glissière, l'axe 36 est entours par un manchon 42 de diamètre extérieur sensiblement égal à celui des élargissements 38, 39 et 40 de sorte que son extrémité peut pénétrer dans l'un ou l'autre de ses éLargissanents et y être bloquée. Le déplacement relatif axial du manchon 42 et de l'axe 36 est commandé à partir du levier 30 par l'intermédiaire d'une came excentrée qui n'a pas été représentée sur les dessins car son utilisation est connue. De l'autre côté de la glissière 34 l'extrémité de l'axe 36 est filetée et porte un écrou de serrage 44 susceptible de se bloquer dans les élargissements 38, 39 ou 40.En position de serrage le manchon 42 et ltécrou 44 sont ainsi immobilisés par les élargissements correspondants des deux lumières 28 tandis qu'une simple action sur le levier 30 permet de les déverrouiller et de déplacer l'axe 36 dans la lumière 28 afin d'obtenir le réglage désiré de l'articulation de la bielle 18 sur le châssis.

Selon une variante de réalisation représentée sur les Fig. 4, 5 et 6 le réglage est obtenu au moyen d'une seule lumière ménagée dans la base d'une glissière en U 46 dans laquelle se déplace la tête 20 de la bielle 18 (Fig. 5). Cette tête 20 est alors de préférence articulée dans un étrier 48 qui coulisse dans la glissière 46 et est solidaire d'une ergot 49 traversant la lumière 28. Un levier de commande 50 articulé en 51 à l'une de ses extrémités sur une partie fixe du châssis porte dans sa partie centrale un manchon 52 qui est enfilé sur l'ergot 49 eta un diamètre extérieur correspondant à celui des élargissements 38, 39 et 40 de la lumière 28.Un ressort hélicoïdal 54 monté entre le manchon 52 et une cuvette 55 solidaire de l'ergot 49 tend à repousser le levier 50 et par suite le manchon 52 en direction de la glissière 46 cest-à-dire à faire pénétrer le manchon 52 dans l'un des élargissements 38,39 ou 40. Ce ressort assure donc un blocage automatique du levier et par suite de la tête 20 de la bielle 18. Par contre une pression sur le levier 50 en direction de la cuvette 55 fait sortir le manchon 52 de la glissière 46 et assure le déverrouillage. Il suffit alors de faire pivoter le levier 50 autour de son articulation 51 pour déplacer l'ergot 49 dans la lumière 28 et amener la tête 20 de la bielle dans la position désirée.

Bien entendu dans chacun de ces modes de
réalisations les positions de réglage peuvent être limitées
à deux, la lumière 28 ne comportant alors que les
élargissements extrêmes 38 et 39.

Selon une variante de réalisation représentée sur
la Fig. 7 la fourche 14 formant le basculeur est remplacée
par une pièce plus compacte, sensiblement triangulaire,
56 qui est articulée à chacun de ses sommets 57,58 et 59 respectivement sur le combiné amortissement et suspens ion
6, le bras de guidage 4 et la bielle 18 d'articulation
du système bielle-basculeur sur le châssis 1. Une butée
d'attaque 60 est portée par le châssis 1 et coopère avec
une surface d'appui 62 appartenant au bras de guidage 4.

Comme dans le mode de réalisation précédent,
l'articulation 64 de la bielle 18 sur le châssis 1
est réglable en fonction de la charge entre une position
correspondant à la charge minimale et une position
correspondant à la charge maximale. Ce réglage peut
etre obtenu par le déplacement de la tête de bielle
20 dans une lumière 28 du châssis comme décrit précé
demment ou par un système d'excentrique comme représenté
sur la Fig. 8.

Dans ce dernier cas deux excentriques 66 sont
montés, de part et d'autre de la tête 20 de la bielle
18, solidaires de l'axe d'articulation 64 de cette
bielle. Une bride 70 fixée au châssis 78 assure la
bilatéralité du guidage des excentriques sur ce
dernier. Des plaques 80 fixées extérieurement sur ce
châssis 78 comportent au droit de chacun des deux
paliers 76 de celui-ci 78 deux butées 82, 83
susceptibles de recevoir l'axe 64 d'articulation de la
bielle 18. De préférence les deux extrémités de l'axe
d'articulation 64 sont creuses et comportent un évidement
de forme hexagonale ou orthogonale permettant l'intro
duction d'une clé de commande de l'excentrique.

Selon la position de l'excentrique, l'axe 64 repose sur l'une ou l'autre de deux paires de butées, 82 ou 83. Il disDose ainsi de deux positions eetrSmes stsA}lee.

Bien entendu les positions relatives des deux butées 82 et 83 sont choisies de la même manière que les extrémités de la lumière 28 de façon à modifier l'intervalle de déformation du combiné suspension amortissement 6 en fonction de la charge prévue pour le véhicule sans modifier aucun des autres paramètres du comportement routier de ce dernier. Comme dans les exemples précédents, le réglage est simple et peut facilement être effectué par l'utilisateur.

Bien entendu, l'articulation réglable ne concerne pas obligatoirement la liaison de la bielle du système bielle-basculeur avec le châssis mais peut concerner comme le montre l'exemple de réalisation représenté schématiquement sur la Fig. 9 la liaison entre le basculeur et le châssis. Dans ce mode de réalisation en effet le combiné suspension-amortisseur 6 est relié de la même manière que sur la Fig. 7 à un basculeur 84 constitué par une pièce sensiblement triangulaire. Toutefois dans ce cas la pièce 84 est articulée par l'un de ses sommets 85 sur le châssis 1 du véhicule tandis qu'un autre sommet 86 est articulé sur une bielle 88 elle-même articulée sur le bras de guidage 4, le troisième sommet 87 étant articulé sur le combiné suspension-amortissement 6.

Le réglage du mécanisme de suspension s'effectue alors par déplacement de l'articulation 85 dans une glissière solidaire du châssis. La forme et la direction de cette glissière est déterminée à partir de la cinématique du mécanisme en position de détente en considérant la liberté locale dans cette -position. Bien entendu, les limites et la longueur de la courbe sont déterminées en fonction des longueurs du combiné suspension-amortissement en positions d'attaque du mécanisme de suspension.On constate alors que la courbe de rOgL4 est atieoent confondue avec une droite dans sa portion utile ct qui permet de remplacer la lumière du mode de réalisation précédent par une simple fente rectiligne délimitée par exemple comme le montre la
Fig. 10 entre deux éléments de glissière en U respectivement 90 et 92. Le sommet 85 du basculeur 84 pénètre alors entre ces deux organes et est articulé autour de l'axe 89 dans un coulisseau en U 94. Un organe de commande 96, fixé a la partie inférieure du coulisseau 94 et en saillie a l'extérieur, permet de provoquer le déplacement de ce coulisseau le long des organes 90 et 92. Dans le mode de réalisation représenté l'organe 96 est constitué par une vis qui coopère avec un écrou 98 qui est immobilisé en translation de sorte que sa rotation provoque le déplacement de la vis 96.

Bien entendu la vis 96 pourrait être remplacée par tout autre organe de commande et notamment par un organe de commande à distance associé par exemple à un capteur d'assiette et mis en route avant le départ du véhicule ou au cours des premiers tours de roue de façon a égaliser l'assiette statique et l'assiette nominale du véhicule. Le coulisseau 94 peut être immobilisé en tout point de la glissière 90 et 92 ce qui permet d'obtenir un réglage continu et d'obtenir la position idéale adaptée à la charge.

Bien entendu les autres systèmes de réglage pourraient éventuellement être reliés à des systèmes de commande a distance remplaçant par exemple les leviers manuels décrits .

Quel que soit le mode de réglage choisi et les types de système bielle-basculeur adaptés sur le véhicule un seul réglage simple suffit pour adapter le mécanisme de suspension a la charge tout en lui conservant les mêmes paramètres de comportement routier c'est-à-dire notamment une assiette et une fréquence de suspension constante, quelle que soit cette charge.

Claims

- REVENDICATIONS

1. Mécanisme de suspension de roue de véhicule évoluant entre les positions extrêmes dites de détente et d'attaque,comportant entre un dispositif de suspension et d'amortissement et un élément de guidage de roue, un système articulé bielle-basculeur dont l'un des éléments est également articulé sur le châssis du véhicule, caractérisé en ce qu'il comporte des moyens (28 à 55) de réglage de la position de l'un (20,64,89) des axes d'articulation du système bielle-basculeur (14,18-56,18-84,88) en fonction de la charge et d'adaptation à cette dernière des lois de variation des rapports de transmissions entre le déplacement vertical de l'axe de la roue (2) et les déformations des éléments du dispositif de suspension et d'amortissement (6) et un système de butée d'attaque (24,26,60,62) indépendant du dispositif d'amortissement et de suspension.

2. Mécanisme suivant la revendication 1, caractérisé en ce que les moyens de réglage (28 à 55, 90 à 96) concernent l'axe d'articulation (20,64,89) du système bielle-basculeur sur le châssis (1).

3. Mécanisme suivant l'une des revendications f et 2, caractérisé en ce que le dispositif d'amortissement et de suspension est un combiné amortissementsuspension télescopique unique (6) articulé entre le châssis (1) et le basculeur (14,56,84) du système bielle-basculeur.

4. Mécanisme de suspension suivant l'une des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que les moyens de réglage (18 à 55, 90 à 96) déplacent l'axe d'articulation le long d'une courbe voisine d'une courbe théorique correspondant à une assiette nominale et à une fréquence de suspension constantes indépendamment de la charge,ou même confondue à cette courbe théorique.

5. Mécanisme de suspension suivant la revendication 4, caractérisé en ce que la courbe de déplacement de l'axe d'articulation (20, 89 ou 64) est tracée a partir des positions respectives de l'élément de guidage et du combiné suspension-amortisseur, correspondant sensiblement à la détente ou à l'état libre de la suspension, en exploitant la liberté locale de l'organe (18, 84) normalement articulé sur le châssis

(1) après suppression temporaire de cette articulation.

6. Mécanisme suivant l'une des revendications l a 5, caractérisé en ce que les positions de réglage extrêmes (38, 39) sont déterminées à partir de la position extrême d'attaque de l'élément de guidage et des déformations maximales respectives du combiné prévues pour les charges extrêmes maximale et minimale.

7. Mécanisme selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que les moyens de ré réglage comportent une lumière (28) incurvée ménagée dans le châssis (l), dans laquelle se déplace l'axe

(36, 64) d'articulation de la bielle, et des moyens

(42, 44, 49 a 54) de verrouillage de cet axe dans au moins deux positions déterminées extrêmes (38 et 39, 82 et 83) relatives aux charges maximale et minimale.

8. Mécanisme suivant la revendication 7, caractérisé en ce que la lumière (28) est centrée sur l'articulation (22) de la bielle (18) avec le basculeur (14) en position de détente maximale du mécanisme.

9. Mécanisme suivant l'une des revendications l 6, caractérisé en ce que les moyens de réglage (90 a 96) déplacent l'axe d'articulation (89) le long d'une droite et comporte un coulisseau en U (94) traversé par l'axe d'articulation (89) et se déplaçant dans une glissière rectiligne (90, 92) sous l'action d'un organe de commande (96, 98).

10. Mécanisme suivant l'une des revendications 1 à 6, caractérisé en ce que les moyens de réglage (64 à 83) comportent un excentrique de guidage (66) dédoublé par symétrie, articulé d'une part sur la bielle (18) par l'intermédiaire d'un axe (64), et d'autre part sur le châssis (78) grâce à des demi-paliers (76) associésà une bride de maintien (70), et deux butées angulaires (82,83) recevant l'axe de l'excentrique de sorte que la rotation de l'excentrique fait passer l'axe de bielle d'une position extrême stable à l'autre également stable.